SCF-PD-200型超臨界結(jié)晶制藥設(shè)備

主要技術(shù)參數(shù)

 該裝置主要完成兩個(gè)方面試驗(yàn)工作：
一是連續(xù)操作的微細(xì)粒子的制備。主要工作過程是：CO₂泵將CO₂送到結(jié)晶的頂部，結(jié)晶器的壓力通過背壓閥進(jìn)行控制。CO₂在進(jìn)入泵前用冷卻器冷卻到0℃以下防止發(fā)生氣穴現(xiàn)象。結(jié)晶器安裝在空氣浴內(nèi)，其溫度由控溫儀、加熱器和循環(huán)風(fēng)扇來調(diào)切節(jié)，分離器安裝在結(jié)晶釜后，溫度由水浴循環(huán)實(shí)現(xiàn)控制。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后，用平流高壓泵將溶液從貯瓶通過噴嘴進(jìn)入結(jié)晶器。從噴嘴噴出的亞毫米級(jí)液滴分散在抗溶劑氣體構(gòu)成的連續(xù)介質(zhì)中，由于液滴的膨脹和蒸發(fā)結(jié)晶析出溶質(zhì)微粒。在結(jié)晶器內(nèi)設(shè)有玻璃筒和金屬過濾板，用來收集微粒。在結(jié)晶釜內(nèi)實(shí)現(xiàn)部分造粒之后，CO₂與大部分液體的混合物離開結(jié)晶器，通過霧狀噴嘴進(jìn)入*級(jí)分離器內(nèi)并降壓，由于壓力的急劇下降，在這一過程中溶液在瞬時(shí)達(dá)到超飽和，從而析出細(xì)微溶質(zhì)顆粒。之后，CO₂與溶劑混合物進(jìn)入第二級(jí)分離器并減壓，實(shí)現(xiàn)CO₂與溶劑的分離，而后，兩者再分別循環(huán)利用。當(dāng)收集到足夠的微粒后，停止溶液供應(yīng)，而繼續(xù)通入CO₂，在結(jié)晶器內(nèi)用CO₂除去微粒上的殘余溶劑。
二是對(duì)部分高聚物溶解能力的考查。主要工作過程是：將*級(jí)分離器與結(jié)晶釜間的閥門關(guān)閉，將高聚物溶化或溶解后通過高壓平流泵打入結(jié)晶釜，或直接將高聚特添加到結(jié)晶釜內(nèi)，然后加入CO₂過到某一設(shè)定壓力，壓力由壓力表讀出，為確保安全需將背壓閥調(diào)整到結(jié)晶極限壓力以下，通過視窗觀察CO₂的溶解能力及其溶液的穩(wěn)定性。觀察完成后，通過外接噴嘴將溶液直接噴出結(jié)晶釜外，觀物質(zhì)的形態(tài)及特性變化。根據(jù)所溶解物質(zhì)的不同，有兩種外接噴嘴：一種是單孔的尖嘴，孔徑1個(gè)毫米；另一種是霧狀的多孔噴嘴，孔徑為0.1個(gè)毫米。
一 設(shè)備要求概述：
設(shè)備是一臺(tái)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的超臨界流體（SCF）結(jié)晶制藥設(shè)備，研制化學(xué)藥及生物藥的納米-微米級(jí)粉體及新型DDS制劑。設(shè)備采用超臨界流體抗溶劑結(jié)晶技術(shù)，基本模式包括SAS法和SEDS法。
基本要求：設(shè)計(jì)合理，安全可靠，操作簡(jiǎn)捷，運(yùn)行穩(wěn)定，計(jì)量準(zhǔn)確，維修方便，操作工藝流程顯示一目了然。售后服務(wù)及時(shí)，質(zhì)量保證三年。
二 技術(shù)參數(shù)要求：
● zui高工作壓力30±0.1MPa
● zui高工作溫度：100±1℃
● 液體CO₂流量：0.1-60±01ml /min，30±0.1MPa，穩(wěn)定性好，有流量顯示，采用恒壓恒速泵，CO₂ 不回收。
●  CO₂低溫浴槽提供 -5±01 ^。C的制冷能力。
● 藥液泵及溶劑泵流量10±0.01ml/min，30 MPa，低流量平穩(wěn)精確。
● 噴嘴內(nèi)徑為100/200/400/800/1000微米可換，用于SAS及SEDS方式。
●  結(jié)晶釜容積為25/50毫升及100/200毫升兩組，內(nèi)表面光滑（鏡面），每組釜體共用一對(duì)釜蓋和釜底，釜蓋采用螺口式快開結(jié)構(gòu)，快速手緊密封型接頭。結(jié)晶釜底部設(shè)燒結(jié)濾板，微孔間隙0.5微米。
●  采用TESCOM背壓閥。
●  氣液分離釜具有溫度控制，控溫范圍：室溫―50±1℃。
● 所有材料符合和中國(guó)的制藥設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，采用316L不銹鋼，密封件采用 P.T.F.E ，EPDM或*批準(zhǔn)的材料。
● 提供主要節(jié)點(diǎn)壓力，溫度，流量及電控信息顯示
●  具有手動(dòng)控制、儀表顯示及微機(jī)控制顯示、記錄過程數(shù)據(jù)雙重功能
●  機(jī)箱操作工藝流程顯示面板前有操作平臺(tái)，臺(tái)面裝有臺(tái)鉗，便于釜體的拆卸，液體CO₂鋼瓶有垂直放置保護(hù)架。
一、組成裝置的各部件及技術(shù)指標(biāo)
1、冷浴
型號(hào)：DC-1015，工作溫度：-5~100℃，精度：±0.1℃，工作槽容積：280×250×220mm，冷浴帶有外循環(huán)裝置，可用來冷卻CO₂泵的泵頭。
2、儲(chǔ)罐
型號(hào)：ZR-1型，工作壓力：16MPa，容積：1000ml，用來儲(chǔ)存液態(tài)CO₂，儲(chǔ)罐安裝在冷卻槽內(nèi)。
3、冷凝管
在儲(chǔ)罐進(jìn)、出口分別安裝有冷凝管，冷凝管采用Φ6×1mm高壓不銹鋼管繞制而成。用于冷卻CO₂，使其充分液化。
4、CO₂高壓泵
工作壓力：30MPa，流量可任意調(diào)節(jié)，zui大流量：50ml/min。該泵泵頭帶有冷卻裝置，與冷浴外循環(huán)回路連接，使泵頭始終處于低溫狀態(tài)，以便連續(xù)輸出CO₂。
泵的出口安裝一電接點(diǎn)壓力表，通過在表上設(shè)定壓力上限值可有效防止泵或系統(tǒng)過載。
5、壓力阻尼器
從CO₂高壓泵輸出的CO₂溫度很低，在進(jìn)入結(jié)晶釜前先將其預(yù)熱，壓力阻尼器采用盤管方式。
6、恒溫箱
恒溫箱工作室尺寸：400×450×450mm，工作溫度：室溫~200℃，控制精度：±1℃，恒溫箱采用電加熱，熱風(fēng)循環(huán)方式加熱，溫度由恒溫箱溫控儀設(shè)定并控制。恒溫箱內(nèi)膽采用不銹鋼材料制作，耐高溫、防腐蝕。恒溫箱門上設(shè)玻璃視窗，內(nèi)設(shè)照明燈，可方便視窗結(jié)晶器的觀察。
7、高壓結(jié)晶器
工作壓力：30MPa（100℃以下），容積：25ml、50ml、100ml、200ml。
結(jié)晶器底部安裝金屬過濾板，用來收集微粒。結(jié)晶器頂部安裝一噴嘴，噴嘴孔可以從幾個(gè)微米到幾十個(gè)微米不等，溶液從中間的一個(gè)噴嘴噴出，CO₂從周圍的4個(gè)噴嘴噴出，確保溶液與CO₂充分均勻混合。設(shè)計(jì)測(cè)溫、測(cè)壓儀表。
8、溶液泵
型號(hào)P230，工作壓力：40MPa，流量：0.01—10ml/min
9、背壓閥
在結(jié)晶器與分離器之間安裝背壓調(diào)節(jié)閥，用來控制結(jié)晶器壓力。
10、分離器
工作壓力：16MPa，容積：1000ml。采用電加熱方式。
溫度由分離器溫控儀設(shè)定并控制，分離器上安裝有壓力表，用于壓力測(cè)量。
11、管路流程采用Φ6×1mm不銹鋼管線連接。
二、基本工作原理
 
該裝置主要完成兩個(gè)方面試驗(yàn)工作：
一是連續(xù)操作的微細(xì)粒子的制備。主要工作過程是：CO₂泵將CO₂送到結(jié)晶的頂部，結(jié)晶器的壓力通過背壓閥進(jìn)行控制。CO₂在進(jìn)入泵前用冷卻器冷卻到0℃以下防止發(fā)生氣穴現(xiàn)象。結(jié)晶器安裝在空氣浴內(nèi)，其溫度由控溫儀、加熱器和循環(huán)風(fēng)扇來調(diào)切節(jié)，分離器安裝在結(jié)晶釜后，溫度由水浴循環(huán)實(shí)現(xiàn)控制。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后，用平流高壓泵將溶液從貯瓶通過噴嘴進(jìn)入結(jié)晶器。從噴嘴噴出的亞毫米級(jí)液滴分散在抗溶劑氣體構(gòu)成的連續(xù)介質(zhì)中，由于液滴的膨脹和蒸發(fā)結(jié)晶析出溶質(zhì)微粒。在結(jié)晶器內(nèi)設(shè)有玻璃筒和金屬過濾板，用來收集微粒。在結(jié)晶釜內(nèi)實(shí)現(xiàn)部分造粒之后，CO₂與大部分液體的混合物離開結(jié)晶器，通過霧狀噴嘴進(jìn)入*級(jí)分離器內(nèi)并降壓，由于壓力的急劇下降，在這一過程中溶液在瞬時(shí)達(dá)到超飽和，從而析出細(xì)微溶質(zhì)顆粒。之后，CO₂與溶劑混合物進(jìn)入第二級(jí)分離器并減壓，實(shí)現(xiàn)CO₂與溶劑的分離，而后，兩者再分別循環(huán)利用。當(dāng)收集到足夠的微粒后，停止溶液供應(yīng)，而繼續(xù)通入CO₂，在結(jié)晶器內(nèi)用CO₂除去微粒上的殘余溶劑。
二是對(duì)部分高聚物溶解能力的考查。主要工作過程是：將*級(jí)分離器與結(jié)晶釜間的閥門關(guān)閉，將高聚物溶化或溶解后通過高壓平流泵打入結(jié)晶釜，或直接將高聚特添加到結(jié)晶釜內(nèi)，然后加入CO₂過到某一設(shè)定壓力，壓力由壓力表讀出，為確保安全需將背壓閥調(diào)整到結(jié)晶極限壓力以下，通過視窗觀察CO₂的溶解能力及其溶液的穩(wěn)定性。觀察完成后，通過外接噴嘴將溶液直接噴出結(jié)晶釜外，觀物質(zhì)的形態(tài)及特性變化。根據(jù)所溶解物質(zhì)的不同，有兩種外接噴嘴：一種是單孔的尖嘴，孔徑1個(gè)毫米；另一種是霧狀的多孔噴嘴，孔徑為0.1個(gè)毫米。
三、安全注意事項(xiàng)
1、整套裝置必須有安全可靠的接地，以防漏電傷人。
2、各部件及管路流程有其安全的工作壓力，操作時(shí)切不可超過此壓力，尤其使用CO₂氣體時(shí)需要特別小心，防止高壓損壞設(shè)備，傷擊操作人員。
3、恒溫箱加熱時(shí)，風(fēng)機(jī)開關(guān)一定要打開，以防熱量集聚，造成局部高溫，損壞設(shè)備。
4、冷浴、水浴內(nèi)必須加足介質(zhì)方可制冷或加熱，以防損壞設(shè)備。
5、設(shè)備用完后要及時(shí)清洗，以防銹蝕或堵塞管路。
四、操  作
1、在冷浴內(nèi)注入酒精、水溶液。
2、打開冷浴制冷及循環(huán)開關(guān)。
3、開CO₂氣瓶閥，儲(chǔ)罐前截止閥，向儲(chǔ)罐充CO₂。
4、打開預(yù)熱器加熱開關(guān)，設(shè)定加熱溫度。
5、打開恒溫箱風(fēng)機(jī)開關(guān)，加熱開關(guān)，設(shè)定加熱溫度。
6、打開分離器1、2加熱開關(guān)，設(shè)定加熱溫度。
7、當(dāng)冷浴溫度降低到0℃左右時(shí)，開儲(chǔ)罐后閥，預(yù)熱器兩端閥門開CO₂泵，向結(jié)晶器注入CO₂。
8、當(dāng)結(jié)晶器壓力到所需壓力時(shí)，調(diào)節(jié)結(jié)晶器后調(diào)壓閥，控制結(jié)晶器壓力。
9、此時(shí)分離器1壓力上升，到所需壓力時(shí)，調(diào)節(jié)分離器1后調(diào)壓閥，控制分離器1壓力。
10、此時(shí)分離器2壓力上升，到所需壓力時(shí)，調(diào)節(jié)分離器2后調(diào)壓閥，控制分離器2壓力。
分離器2后有2個(gè)調(diào)壓閥，一個(gè)調(diào)壓閥出口直接放空，一個(gè)循環(huán)至儲(chǔ)罐，可選擇使用。
選擇循環(huán)時(shí)，分離器2壓力必須大于儲(chǔ)罐壓力。
11、觀察結(jié)晶器，分離器壓力，當(dāng)有變化時(shí)可作適當(dāng)調(diào)節(jié)。
12、當(dāng)壓力、溫度恒定后，用平流泵向結(jié)晶器內(nèi)注入結(jié)晶溶液。
13、試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先停CO₂泵，關(guān)預(yù)熱器、結(jié)晶器噴嘴、恒溫箱、分離器加熱開關(guān)，再關(guān)儲(chǔ)罐后閥門、分離器2后調(diào)節(jié)閥，開各放空閥放空。當(dāng)溫度降至一定溫度，壓力為零時(shí)，打開結(jié)晶器或分離器取出結(jié)晶物質(zhì)。